三角形对角线定理的解题技巧(著名数学家理论)
“真理可能在少数人一边”这是出自古希腊伟大哲学家柏拉图的一句名言。经典语录自然有其经典永存的道理,历史上大多数真理被提出的时候都是被质疑的,只有少数人坚守,真理从被发现再到被大众认可,经历过程十分曲折,例如“日心说”“相对论”等等,俄罗斯著名数学家罗巴切夫斯基,就有过这样的经历。
被当作疯子前这位数学家全名是尼古拉斯·伊万诺维奇·罗巴切夫斯基,这音译过来的名字,一看“斯基”二字,就知道是俄罗斯那边的。罗切夫斯基1792年出生,1807年也就是他十五岁的时候便上了大学。
1811年,罗切夫斯基获得物理数学硕士学位,并留校工作。就像一个优秀的大学生,以优异的成绩留在学校工作,从开始的教授助理做起,1816升为额外教授,算是备选教授的位置,1822年顺利晋升为常任教授。不过,他作为研究型人才,定然不会只是当一个教授,从1818年起,就被选进喀山大学校委会,开始担任行政职务,1822年成为新校舍工程委员会委员,三年后便被推选为该委员会的主席。
罗切夫斯基学术研究卓著,工作也做得相当好,喀山大学的师生都很敬重且喜爱他,他也因优秀的工作成绩,在1825年时当选喀山大学的校长。即使后来因“非欧几何学”理论,被世人批判,惨遭各方舆论。
他去世时,喀山大学的师生还是集体对他悼念,为他举办隆重的追悼会,在会上,他的许多同事和学生高度赞扬他在建设喀山大学、提高民族教育水平和培养数学人才等方面的卓越功绩,当然这些都是后话了。
在数学界扔下一颗“炸弹”到现在,我们学习的数学中,都有一么些固定的定理,比如“三角形内角和等于一百八十度”“两条平行线永不相交”等等,若只是在一定范围内,这些定理毫无问题,但放开来说,却并不是绝对的,这也到了学术研究的高度。
这放在现在来说的确没有什么争议,但在当时,1826年,罗切夫斯基第一次提出“平行的两条线可以相交;三角形的内角和并不等于180度”时,无异于是在数学界扔下一颗炸弹。
事件起因还要从公元前三世纪那本数学巨著《几何原本》说起,这本著作是用公理法建立数学体系的最早典范,是古希腊著名数学家欧几里得集前人之大成所著,他为推演几何学的所有命题,在开头给出了五个公理和五个公设,作为逻辑推演的前提。
这样伟大的著作,后人研究定然离不开它,注释者和研究者们对前四个公设都非常赞同,但是对第五个公设留有质疑。第五个公设便是涉及平行线,重点是它不像公设,更像是可以证明的定理,后世许多研究学者都致力于此证明,罗切夫斯基作为数学家亦不例外。
1815年,罗切夫斯基初步着手研究平行线,刚开始他也是顺着前人的逻辑进行证明,但都失败了,在不断探索的过程中发现自己的证明有问题,从而总结经验得到灵感,开始了新的思路:可能根本就不存在第五公设的证明。
利用反证法去证明“第五公设不可证”,在这个过程中逐渐发现几何学的新世界,不断得出的奇怪命题,互相之间却没有丝毫逻辑矛盾,对于这个结果合理没有矛盾的新公理系统,罗切夫斯基认为可以把它列为新的几何,在其逻辑完整性和严密性上甚至可以与欧几何相媲美。
这一新颖的研究成果逐渐成熟,罗切夫斯基也作出了关于非欧几何的论文《几何学原理及平行线定理严格证明的摘要》,并于1826年在喀山大学物理系数学学术会议上发表了主题演讲,然而,由于这一创造性发现完全违背当时的研究发现以及人们的常规认知,这篇论文遭到很大抨击,许多正统数学家对此皆是采取冷漠和反对的态度,罗切夫斯特一时成为众矢之的。
揭秘真实世界何其曲折
参加那次学术会议的有许多著名数学家天文学家,例如西蒙诺夫、古普费尔、博拉斯曼等等,他们对罗切夫斯基的评价一直很高,一致认为他是非常有才华的青年数学家。
然而在这次会议上发表演讲,开头正常介绍后,后面的内容越讲越离谱,诸如三角形的内角和小于两直角;两条平行线可以相交等等,这些命题不仅奇怪,更违背了欧几里得的几何学和人们的常规认知,台下的学者教授由疑惑转为反对,罗切夫斯基仍然沉浸自己的理论,认真坚定的解释,这是一个逻辑严谨的新几何,可以与欧几里的几何有相同的地位。
演讲结束,罗切夫斯基诚恳地让大家提出建议进行讨论,可是谁也不愿意公开做出评论,直接采取冷漠的态度。一个新的理论或事物出现,一旦冲击到人们的常规印象时,就会不被接受,甚至遭到攻击。
会后,系学术委员会委托西蒙诺夫、古普费尔和博拉斯曼组成三人鉴定组,对罗切夫斯基的学术研究成果进行书面鉴定,但他们三人对此理论事持否定态度的,或许认为这是极其浅显的道理没必要多做评价,迟迟未作回应,最后导致文稿也逐渐遗失。
不仅仅这几位学者反对,国外许多数学家都持否定态度,甚至公开嘲讽发难,有的连关于非欧几何的原著都没仔细看过就直接发表攻击言论,实在令罗切夫斯基心寒,那段时间他不断承受着外界的舆论压力,最终不得不辞去在校职位,学校高层更是乘此直接免去他在校的一切职务,罗切夫斯基彻底陷入苦闷和抑郁,带着病痛于1856年离开人世。
其实非欧几何的理论早已有数学家作出设想和研究,“欧洲数学之王”高斯早在1792年对非欧几何的理论就有所萌芽,之后一直都是默默研究,为了自己的声誉和地位,一直未敢公开,即使之后发现罗切夫斯基的理论与自己不谋而合,他也只是私下赞赏,从未公开支持。
真理可能是在少数人这边,的确不错,因为很多时候大多数人都更愿意坚守原本的舒适圈。
但是真理迟早都会被证明的,1868年,意大利数学家贝特拉米发表了一篇著名论文《非欧几何解释的尝试》,证明非欧几何可以在欧氏空间的曲面上实现,自此,数学家才终于慢慢开始深入研究非欧几何,罗切夫斯基也终于获得了他本应得到的荣誉,被人们赞誉为“几何学中的哥白尼”。只是可悲结果来得太晚了!
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